乙肝肝硬化背景下T2WI結(jié)合DWI對LI-RADS分類診斷效能的研究

王志鵬 高鳳國 劉秀頎 王曉博 馮 寶 楊正漢

乙肝肝硬化背景下T2WI結(jié)合DWI對LI-RADS分類診斷效能的研究

王志鵬1高鳳國2劉秀頎3王曉博4馮 寶2楊正漢5

目的乙肝肝硬化背景下，探討肝臟影像報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)(LI-RADS，2014版)定義的2個輔助征象(T2WI輕-中度高信號與擴(kuò)散受限)對肝細(xì)胞癌(HCC)的診斷價值。資料與方法回顧性分析北京友誼醫(yī)院2012年1月—2016年11月69例HCC患者共77個分類到LI-RADS 3～5的病灶，大小1.1cm×0.7cm～12.7cm×9.1cm。圖像包括MRI平掃加多期動態(tài)增強(qiáng)掃描。由2名影像科醫(yī)師分析圖像，如有分歧結(jié)合肝臟容積加速采集加多期動態(tài)增強(qiáng)掃描達(dá)成共識。比較T2WI和擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)序列的噪聲比(CNR)及表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)圖的差異，以及兩種征象的識別是否一致。結(jié)果乙肝肝硬化背景下，T2WI輕-中度高信號與擴(kuò)散受限對識別分類到LI-RADS 3～5的病灶差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，但是b=600s/mm2較b=0的DWI識別率更高(70.1％比61.0％，P＜0.05)。CNR在DWI(b=0、600s/mm2)序列上均較T2WI序列上高(P＜0.01)。病灶最大徑≥2cm較最大徑＜2cm病灶的ADC值更低[(1.37±0.51)×10-3mm2/s比(1.57±0.37)×10-3mm2/s，P＜0.05]。結(jié)論T2WI輕 -中度高信號和擴(kuò)散受限檢出病灶的敏感性方面無顯著差異。但是由于CNR不同，b=600s/mm2的DWI對病灶顯示更加明顯，在實際工作中可以優(yōu)先觀察。

癌，肝細(xì)胞；肝炎，乙型；肝硬化；磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像；肝臟影像報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是肝臟最常見的原發(fā)惡性腫瘤，全球約75％的新發(fā)病例發(fā)生在貧困和發(fā)展中國家，50％以上的新發(fā)和死亡病例發(fā)生在中國[1-2]。影像學(xué)特征對HCC的早期診斷至關(guān)重要[3]。Meta分析表明，MRI較CT增強(qiáng)掃描對HCC的診斷敏感性高[4]。擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)在HCC的診斷與治療中的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注[5-6]。美國放射學(xué)會(ACR)于2011年制訂了肝臟影像報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)(liver imaging reporting and data system，LI-RADS)，其目的是使HCC的影像診斷規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化[7-8]。LI-RADS分類系統(tǒng)定義了5個主要征象，包括大小、動脈期高強(qiáng)化、“廓清”表現(xiàn)、“包膜”表現(xiàn)和超閾值生長。還有13個傾向惡性及7個傾向良性的輔助征象。其中T2WI輕-中度高信號、擴(kuò)散受限為2個識別率較高的傾向惡性的輔助征象。乙肝肝硬化背景下，對2種征象的認(rèn)識尚未達(dá)成一致，本研究擬探討乙肝肝硬化背景下2種征象的診斷意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2012年1月-2016年11月北京友誼醫(yī)院經(jīng)穿刺活檢(6例)或外科手術(shù)(63例)病理證實的HCC患者69例共77個病灶，其中61例單發(fā)，8例有2個病灶，男59例，女10例；年齡37～80歲，平均(56.5±8.6)歲。病灶最大截面范圍1.1cm×0.7cm～12.7cm×9.1cm，平均最大徑(3.4±2.0)cm。所有患者均行MRI平掃及動態(tài)增強(qiáng)掃描，包括T1WI、T2WI、DWI(b=0、600s/mm2)、肝臟容積加速采集加多期動態(tài)增強(qiáng)掃描，以HCC病灶之外相對正常的肝組織(肝硬化的肝臟)作為肝硬化背景。所有患者的目標(biāo)圖像均為治療前最近一次檢查的圖像，即在檢查前未行任何針對HCC的治療。

1.2 儀器與方法 采用GE Medical System，LLC設(shè)備，規(guī)格型號為1.5T Signa HDxt。RTr-FSET2WI＋FS采集參數(shù)：TR 7500ms，翻轉(zhuǎn)角90°，TE 86.0ms，回波次數(shù) EC1/1，帶寬 41.7kHz，矩陣大小 288×224，視野(FOV)38.0cm×30.4cm，層厚5.6mm，層間距1.0mm。RTr-SE/EPI DWI采集參數(shù)：TR 6667ms，TE 68.7ms，回波次數(shù)EC1/1，帶寬250kHz，矩陣128×128，F(xiàn)OV 38cm×38cm，層厚6mm，層間距1.0mm。肝臟容積加速采集+C采集參數(shù)：TR 3.3ms，TE 1.6ms，TI 7.0ms，回波次數(shù)EC1/1，帶寬83.3kHz，矩陣288×170，F(xiàn)OV 40cm×36cm，層厚3.8mm，層間距-1.9mm。增強(qiáng)掃描采用釓噴酸葡胺(馬根維顯)注射液，按0.2ml/kg經(jīng)肘靜脈以2～3ml/s注射，注射對比劑后分別從15～20s、50～60s、180s、300s開始行動脈早、晚期、門靜脈期、平衡期及延遲期掃描。

1.3 圖像分析 本研究以LI-RADS(2014版)為依據(jù)，HCC最終診斷以穿刺活檢或外科手術(shù)病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”。記錄分類到LI-RADS 3～5病灶的大小、部位、分類等特征，不能把T2WI的信號強(qiáng)度和是否擴(kuò)散受限作為輔助征象調(diào)整分類。由于病灶最大徑＜1cm的測量誤差較大，為了最大限度地減小誤差，最大徑＜1cm的病灶不予入組，為了避免定位混淆，每一例患者肝內(nèi)HCC數(shù)目不多于2個。

所有圖像均以DICOM格式在科室工作站的PACS系統(tǒng)上分析。由2位有5年以上工作經(jīng)驗的主治醫(yī)師采用雙盲法分析，如有分歧，則結(jié)合動態(tài)增強(qiáng)圖像達(dá)成一致。分析T2WI圖像時用類似于分析DWI圖像的方法用高、等、低信號3種描述記錄信號強(qiáng)度，若有異議，兩者討論達(dá)成一致。2位醫(yī)師獨立評價圖像受呼吸偽影、動脈搏動偽影及磁敏感偽影的影響程度，可分為4個等級，1：無或很?。?：輕微；3：中度；4：嚴(yán)重。1級指圖像質(zhì)量非常好；2級指圖像質(zhì)量合格，盡管有瑕疵但不影響圖像分析；3級指圖像質(zhì)量影響征象的判讀或不能有效地識別；4級指圖像質(zhì)量很差，表現(xiàn)征象完全無法識別。

在 T2WI、DWI(b=0、b=600s/mm2)圖像上對病灶和同層面周圍肝組織區(qū)域劃定感興趣區(qū)(ROI)[9]。根據(jù)病灶大小ROI取值范圍為0.1～1.6cm2，測量區(qū)域不能包括病灶以外成分。每個病灶ROI的大小在T2WI和DWI上完全相等。為了保持ROI的大小不變，每個病灶測量時ROI僅畫1次，拖動到需要測量的區(qū)域，取值，測量時ROI盡量選擇信號強(qiáng)度比較均勻的區(qū)域，避開大血管、信號強(qiáng)度不穩(wěn)定區(qū)和偽影。相鄰肝組織的信號強(qiáng)度取2次ROI測值的平均值。根據(jù)公式(1)計算病變和周圍肝組織的對比噪聲比(CNR)。

其中，SIle為病變信號強(qiáng)度，SIli為周圍肝組織信號強(qiáng)度，SD為周圍肝組織信號強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差[10-11]。病灶在T2WI和高b值DWI上為高信號時方可使用此公式定量分析。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件，不同序列對病灶的檢出率比較采用χ2檢驗，T2WI、DWI(b=0、600s/mm2)的CNR比較采用配對資料t檢驗，病灶最大徑≥2cm、病灶最大徑＜2cm和肝組織的ADC值比較采用配對資料t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病變檢出率、一致性和圖像質(zhì)量 69例患者共77個病灶，其中38個病灶分類到LI-RADS 5，25個病灶分類到LI-RADS 4，4個病灶分類到LI-RADS 3。2位醫(yī)師在不同序列上對病灶的檢出率比較見表1。b=600s/mm2較b=0的DWI對病灶檢出率高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。b=600s/mm2較b=0的DWI分類到LI-RADS 3～5的病灶檢出率更高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，見圖1、2。

表1 T2WI和DWI(b=0、600s/mm2)對77個HCC病灶的檢出率比較[n(％)]

圖1 男，37歲，低分化HCC。肝S5直徑約1.5cm類圓形結(jié)節(jié)(箭)。T2WI呈輕-中度高信號，DWI(b=0)呈高信號，ADC值較低，T1WI呈低信號，醫(yī)師1分類到LI-RADS 4，醫(yī)師2分類到LI-RADS 3，經(jīng)協(xié)商分類到LI-RADS 4。A為T2WI圖像，B為b=600s/mm2圖像，C為b=0圖像，D為ADC圖，E為T1WI圖像，F(xiàn)為動脈早期圖像，G為動脈晚期圖像，H為門靜脈期圖像，I為平衡期圖像，J為5min延遲期圖像

圖2 男，49歲，中分化HCC。T2WI示肝S5、8交界區(qū)一最大界面約3.2cm×3.9cm呈輕-中度高信號病灶(箭，A)；動脈期高強(qiáng)化病灶(箭，B)；可見“包膜”表現(xiàn)(箭，C)；DWI(D、E)、ADC圖(F)示擴(kuò)散受限(箭)。影像診斷為LIRADS 5，病理結(jié)果為中分化HCC

T2WI與DWI b=0序列對病灶檢出率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；T2WI、DWI(b=0、b=600s/mm2)對病灶檢出率比較，差異亦無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，即具有高度一致性。

2.2 CNR和ADC圖T2WI或 DWI(b=0、b=600s/mm2)發(fā)現(xiàn)的67個病灶定量分析表明，DWI(b=0、b=600s/mm2)的CNR較T2WI高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，見圖3、4及表2。兩b值間CNR無明顯差異。同一序列不同LI-RADS分類間的CNR無明顯差異。

病灶的ADC值和肝背景的ADC值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表3。按病灶最大徑分為最大徑＜2cm和最大徑≥2cm兩組，結(jié)果顯示，病灶最大徑≥2cm病灶的ADC值較病灶最大徑＜2cm低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；最大徑＜2cm病灶的ADC值較肝背景的ADC值高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

共10個病灶在DWI(b=0、b=600s/mm2)及T2WI上均未被明確發(fā)現(xiàn)，其中3個分類到LI-RADS 3，4個分類到LI-RADS 4，3個分類到LI-RADS 5。

3 討論

目前LI-RADS運用越來越廣泛，尤其是在歐美國家。LI-RADS診斷流程除根據(jù)主要征象外，結(jié)合次要征象對病灶評價也十分重要。Piana等[12]以動脈期高強(qiáng)化、廓清表現(xiàn)及擴(kuò)散受限等為診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，結(jié)果表明乙肝肝硬化背景下，通用的影像診斷標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)HCC的敏感性降低，在體現(xiàn)HCC的特征方面也不是很典型，增加DWI序列提高了診斷的敏感性。本研究在乙肝肝硬化背景下，比較HCC在DWI(b=0、600s/mm2)和T2WI序列上的檢出率，結(jié)果表明DWI序列發(fā)現(xiàn)HCC病灶比T2WI序列敏感、信號強(qiáng)度更顯著。67個病灶中，3個序列的CNR呈遞增趨勢，T2WI的CNR最低，DWI(b=600s/mm2)的 CNR最高，與 Piana等[12]的研究結(jié)果一致，均表明在肝硬化背景下DWI診斷HCC的重要性，研究過程中均以病灶最大徑≥1cm者為研究對象，均以組織病理學(xué)為確診HCC的依據(jù)。b=0的DWI無梯度場的情況下，主要體現(xiàn)T2成分，僅比單次激發(fā)快速自旋回波序列的T2WI的回波時間稍短，隨著b值增高，如b=600s/mm2的DWI，可以使肝內(nèi)局灶病變相鄰的小血管和毛細(xì)血管的信號減低，病變的信號增加，從而提高病灶檢出的敏感性[13]。肝內(nèi)非HCC病灶，如轉(zhuǎn)移瘤、肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌等擴(kuò)散也受限，高b值DWI發(fā)現(xiàn)病灶的敏感性顯著高于低b值DWI[13-15]。本研究中，DWI(b=0)對病灶的檢出率為58.4％、57.1％，DWI(b=600s/mm2)對病灶的檢出率為68.8％、74.0％。Zech等[13]從成像原理角度說明DWI的成像原理及與T2WI的關(guān)系。Taouli等[16]研究表明，擴(kuò)散受限在區(qū)分肝臟局灶病變良惡性方面有應(yīng)用價值，采用2個(0、500s/mm2)和4個(0、134、267、400s/mm2)b值的DWI，且以病灶最大徑≥1cm為納入標(biāo)準(zhǔn)。本研究與Taouli等[16]的研究結(jié)果一致，再次證明擴(kuò)散受限對肝臟局灶病變的診斷價值，高b值的DWI敏感性較高。病灶的發(fā)現(xiàn)依賴于圖像清晰度，圖像清晰度越高，越有利于發(fā)現(xiàn)病變，病變和周圍肝組織CNR高的圖像能夠體現(xiàn)病變的特點。在肝臟掃描方案中2個b值的DWI很有必要。

圖3 女，60歲，中分化HCC。肝S3一大小約1.1cm×1.2cm動脈期高強(qiáng)化結(jié)節(jié)(箭，A)；門靜脈期可見“廓清”和“包膜”表現(xiàn)(箭，B)；T2WI(C)、DWI(b=0、b=600s/mm2，D、E)和ADC圖(F)示擴(kuò)散受限(箭)。影像診斷LI-RADS 5，病理結(jié)果為中分化HCC

圖4 T2WI和DWI(b=0、b=600s/mm2)圖像病灶和周圍肝組織CNR比較。分類到LI-RADS 3～5的77個病灶，DWI(b=0、b=600s/mm2)的CNR較T2WI高(P＜0.01)

表2 T2WI或(和)DWI(b=0、600s/mm2)發(fā)現(xiàn)的67個HCC病灶的CNR比較(±s)

表2 T2WI或(和)DWI(b=0、600s/mm2)發(fā)現(xiàn)的67個HCC病灶的CNR比較(±s)

LI-RADS分類 病灶數(shù)(個) T2WI DWI(b=0) DWI(b=600s/mm2)HCC 67 7.35±3.21 9.99±5.21* 10.24±5.47*LI-RADS 5 38 7.18±3.49 9.71±5.36 10.87±5.85 LI-RADS 4 25 7.53±2.77 10.50±4.70 9.38±4.90 LI-RADS 3 4 7.92±3.77 9.55±7.84 9.65±5.66注：與T2WI比較，*P＜0.01

表3 T2WI和(或)DWI發(fā)現(xiàn)的67個HCC病灶與同層面肝背景ADC值比較(±s，×10-3mm2/s)

表3 T2WI和(或)DWI發(fā)現(xiàn)的67個HCC病灶與同層面肝背景ADC值比較(±s，×10-3mm2/s)

注：與病灶最大徑＜2cm組比較，*P＜0.05；與ADC肝背景比較，#P＜0.05

指標(biāo) 病灶數(shù)(個) ADCHCC(0、600s/mm2) ADC肝背景(0、600s/mm2)HCC 67 1.42±0.49 1.50±0.48 LI-RADS 5 38 1.34±0.53 1.45±0.39 LI-RADS 4 25 1.53±0.40 1.54±0.61 LI-RADS 3 4 1.58±0.48 1.71±0.42大小病灶最大徑≥2cm 50 1.37±0.51*1.59±0.46病灶最大徑＜2cm 17 1.57±0.37# 1.24±0.46

肝良性腫瘤(如囊腫和血管瘤)與惡性腫瘤(如HCC和轉(zhuǎn)移瘤)通過動態(tài)增強(qiáng)掃描易于鑒別。擴(kuò)散受限是鑒別肝良性腫瘤和惡性腫瘤的一種更有效的方法，如一個病灶的擴(kuò)散受限程度類似于周圍肝實質(zhì)時，可排除肝囊腫[16]。HCC擴(kuò)散受限程度較周圍肝背景加重，ADC值多較相鄰的肝組織ADC值低。比較T2WI和DWI的敏感性，選擇合適的觀察序列對提高HCC的診斷準(zhǔn)確率非常重要。在DWI上，HCC的檢出率和b值的關(guān)系尚不清楚[17-20]。DWI除因組織的ADC值不同而形成的圖像對比外，還含有組織T2時間不同所形成的T2WI對比，稱為T2穿透效應(yīng)或T2效應(yīng)。b值與T2效應(yīng)關(guān)系密切，DWI時需設(shè)置合適的b值。長T2信號的病灶，如果明顯擴(kuò)散受限，因T2效應(yīng)使病變區(qū)信號更高，利于顯示病灶。若輕微擴(kuò)散受限，很難判斷DWI上高信號是由于擴(kuò)散受限還是T2效應(yīng)所致。故擴(kuò)散受限是在去除T2穿透效應(yīng)后，DWI(b值≥400s/mm2)上病灶的信號高于周圍肝背景，同時ADC圖上表現(xiàn)為等或低信號。

本研究結(jié)果可能會對HCC的鑒別診斷和治療等流程有一定的提示意義，若DWI和T2WI在反映病灶特征方面具有一致性，則HCC患者進(jìn)行檢查時，僅掃描其中1個序列即可。DWI信號變化無法反映病變的全部生理病理信息，但比T2WI包含的信息多。HCC的放射學(xué)分期是根據(jù)病灶的大小和數(shù)目劃分，故對輔助征象的分析有利于提高檢出率和準(zhǔn)確率，對于指導(dǎo)臨床治療方面非常重要。

總之，T2WI輕-中度高信號與擴(kuò)散受限對識別分類到LI-RADS 3～5的病灶敏感性類似，但是b=600s/mm2較b=0的DWI識別率更高。CNR在DWI(b=0、600s/mm2)序列上均較T2WI序列上高。鑒于DWI需除外T2穿透效應(yīng)，故LI-RADS分類系統(tǒng)將擴(kuò)散受限和T2WI輕-中度高信號等作為傾向惡性腫瘤的輔助征象。然而，在肝硬化背景下，DWI序列中b值的選擇對發(fā)現(xiàn)HCC的敏感性最佳這一問題尚未達(dá)成共識。本研究僅比較了2個b值的DWI，后續(xù)研究需增加病例數(shù)，并對多個b值的DWI進(jìn)行對比。

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Diagnostic Ef fi ciency of T2WI and DWI in LI-RADS Classi fi cation with Cirrhosis Caused by Hepatitis B

WANG Zhipeng
GAO Fengguo
LIU Xiuqi
WANG Xiaobo
FENG Bao
YANG Zhenghan

PurposeTo investigate the value of T2WI mild-moderate signal and restricted diffusion in the context of liver imaging reporting and data system (LI-RADS)(2014 edition) in the diagnosis of hepatocellular carcinoma (HCC) with cirrhosis caused by hepatitis B virus.Materials and MethodsA total of 77 lesions (LI-RADS 3-5,size of 1.1cm×0.7cm-12.7cm×9.1cm) of 69 HCC patients in Beijing Friendship Hospital from January 2012 to November 2016 were retrospectively analyzed.All these patients underwent MRI scan and multiphase dynamic enhanced scan.The images were analyzed by two radiologists.If a disagreement occurred,liver accelerated volume acquisition and multiphase dynamic enhanced scan were combined to reach a consensus.The contrast noise ratio (CNR) and apparent diffusion coefficient (ADC) of T2WI and diffusion weighted imaging (DWI) sequences were compared,as well as the identi fi cation of the two signs.ResultsThere was no statistically signi fi cant difference between T2WI mild-moderate signal and restricted diffusion in the identification of lesions (LI-RADS 3-5) (P＞0.05),while the sensitivity with DWI b=0 (61.0％) was signi fi cantly lower than DWI b=600s/mm2(70.1％) (P＜0.05).The CNR of all DWI sequences (b=0,600s/mm2) were larger than those of T2WI (P＜0.01).The ADC of small lesions (diameter ＜2cm) were larger than those of larger lesions (diameter ≥2cm) [(1.57±0.37)×10-3mm2/s vs.(1.37±0.51)×10-3mm2/s,P＜0.05].ConclusionThere is no signi fi cant difference in sensitivity of lesions between T2WI mild-moderate signal and restricted diffusion.However,due to different CNRs,DWI with b=600s/mm2is more obvious for the lesions,and can be fi rst investigated in practice.

Carcinoma,hepatocellular; Hepatitis B; Liver cirrhosis; Magnetic resonance imaging; Diffusion weight imaging; Liver imaging reporting and data system (LI-RADS)

1.承德醫(yī)學(xué)院附屬保定市第一醫(yī)院核磁室河北保定 071000 2.保定市第一醫(yī)院核磁室 河北保定071000 3.河北省淶水縣醫(yī)院MRI室 河北保定074100 4.保定市第一中心醫(yī)院臨床心理科 河北保定 071000 5.北京友誼醫(yī)院影像中心 北京 100069

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.11.003

高鳳國

Department of MRI,the First Hospital of Baoding,Baoding 071000,China

Address Correspondence to:GAO Fengguo

E-mail:gfg1666@163.com

R657.3+1；R445.2

2017-07-12

2017-08-29

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2017年 第25卷 第11期：811-816

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (11):811-816

(本文編輯 張春輝)